Vápníku v živých organismech

Vápník hraje důležitou regulační a strukturální roli v živých organismech . Vápník (Ca 2+ ) je běžnou makroživinou rostlin, zvířat a lidí. Tento chemický prvek se podílí na klíčových fyziologických a biochemických procesech buňky. Ionty vápníku se podílejí na procesech srážení krve a také slouží jako jeden z univerzálních druhých poslů uvnitř buněk a regulují řadu intracelulárních procesů – svalovou kontrakci , exocytózu , včetně sekrece hormonů a neurotransmiterů .

Člověk

Koncentrace vápníku v krvi člověka je vzhledem k jeho významu pro velké množství životně důležitých procesů přesně regulována a při správné výživě a dostatečné konzumaci mléčných výrobků a vitamínu D nedochází k jeho nedostatku. Dlouhodobý nedostatek vápníku a/nebo vitamínu D ve stravě vede ke zvýšenému riziku osteoporózy a způsobuje křivici v kojeneckém věku .

Potřeba vápníku závisí na věku. Pro dospělé ve věku 19–50 let a děti 4–8 let včetně je denní potřeba (RDA) 1000 mg [1] (obsaženo v přibližně 790 ml mléka s obsahem tuku[ význam skutečnosti? ] 1 % [2] ), a pro děti ve věku 9 až 18 let včetně - 1300 mg denně [1] (obsaženo v přibližně 1030 ml mléka s obsahem tuku 1 % [2] ). V dospívání je dostatečný příjem vápníku velmi důležitý vzhledem k intenzivnímu růstu kostry. Podle studií v USA však své potřeby vápníku dosáhne pouze 11 % dívek a 31 % chlapců ve věku 12–19 let [3] .

Jídlo

Ve vyvážené stravě se většina vápníku (asi 80 %) dostává do těla dítěte s mléčnými výrobky . Zbývající vápník pochází z obilovin (včetně celozrnného pečiva a pohanky), luštěnin, pomerančů , zelení, ořechy. Vstřebávání vápníku ve střevě probíhá dvěma způsoby: transcelulární (transcelulární) a intercelulární (paracelulární). První mechanismus je zprostředkován působením aktivní formy vitaminu D ( kalcitriolu ) a jeho střevních receptorů. Hraje velkou roli při nízkém až středním příjmu vápníku. Při vyšším obsahu vápníku ve stravě začíná hrát hlavní roli mezibuněčná absorpce, která je spojena s velkým gradientem koncentrace vápníku. Díky transcelulárnímu mechanismu se vápník ve větší míře vstřebává v duodenu (kvůli tamní nejvyšší koncentraci receptorů v kalcitriolu). Díky mezibuněčnému pasivnímu přenosu je vstřebávání vápníku nejaktivnější ve všech třech úsecích tenkého střeva. Vstřebávání vápníku paracelulárně podporuje laktóza (mléčný cukr).

Vstřebávání vápníku brání některé živočišné tuky [4] (včetně tuku z kravského mléka a hovězího tuku, nikoli však sádlo) a palmový olej . Mastné kyseliny palmitové a stearové obsažené v takových tucích se při trávení ve střevech odštěpují a ve volné formě pevně vážou vápník za vzniku palmitátu vápenatého a stearátu vápenatého (nerozpustná mýdla) [5] . V podobě tohoto mýdla se židlí se ztrácí vápník i tuk. Tento mechanismus je zodpovědný za sníženou absorpci vápníku [6] [7] [8] , sníženou mineralizaci kostí [9] a sníženou nepřímou míru pevnosti kostí [10] [11] u kojenců s kojeneckou výživou na bázi palmového oleje (palmový olein) . U těchto dětí je tvorba kalciových mýdel ve střevech spojena s tuhnutím stolice [12] [13] , poklesem její frekvence [12] a také častější regurgitací [14] a kolikou [11] .

Obsah vápníku v potravinách:

Nízký obsah vápníku: otrubový chléb (60), pšeničný chléb (37); droby, obiloviny (méně než 50), řepa (37), mrkev (46).

Pro více informací o vápníku v potravinách navštivte USDA.gov [17] .

V krvi

Koncentrace vápníku v cytoplazmě lidských buněk je asi 10 −4 mmol/l, v mezibuněčných tekutinách asi 2,5 mmol/l.

Ptáci

Drůbež potřebuje v potravě vysoký obsah vápníku. Je to dáno tím, že skořápka vajec je z 94 % tvořena uhličitanem vápenatým [18] . Tělo ptáků vyžaduje pravidelný příjem potravy bohaté na vápník, protože ptáci mají omezenou kapacitu pro ukládání vápníku [19] . Úspěšná tvorba vaječné skořápky je možná pouze v případě, že pták obdržel dostatek vápníku během několika hodin před začátkem procesu [20] . K doplnění ptačí stravy se používají různé zdroje vápníku: hotové doplňky, staré vaječné skořápky, mořské mušle. Na území Ruské federace jsou značné zásoby vápenatých ložisek vhodných pro použití v krmivu pro drůbež. Zejména na území Krasnodar je ložisko bohaté na mořské krmné skořápky na pobřeží Azovského moře s názvem „Turtle Ridge“; skořápka se tam těží s vysokým obsahem vápníku, což potvrzují příslušné testy.

Divocí ptáci se živí popelem bohatým na vápník , kostmi malých zvířat, lasturami měkkýšů atd. [21] , aby uspokojili potřebu vápníku .

Ostatní zvířata

U obratlovců se většina vápníku nachází v kostře a zubech . Vápník se nachází v kostech ve formě hydroxyapatitu [22] .

Mnoho bezobratlých používá vápník k vytvoření exoskeletu (jako jsou lastury měkkýšů ) nebo endoskeletu ( houbovité spikuly ). „Kostry“ jsou většinou složeny z různých forem uhličitanu vápenatého (vápna). Kosterní funkce u některých jednobuněčných živočichů je také zajištěna akumulací vápníku.

Rostliny

Změna koncentrace vápníku hraje klíčovou roli při otevírání a zavírání průduchů u rostlin. U mnoha rostlin obsahují buněčné stěny významné množství vápníku. Vápník hraje důležitou roli v regulaci metabolismu rostlinných buněk [23] .

Transport vápníku rostlinou je pomalý, proto se často hromadí ve starších částech rostliny. Některé rostliny využívají tuto vlastnost k ochraně: vápník se ve velkém množství hromadí ve formě oxalátů v plastidech buňky, díky čemuž se části rostliny stávají silnými a ostrými.

Viz také

• Chlorid vápenatý (lék)
• citrát vápenatý
• jodid vápenatý
• Cesium v ​​živých organismech

Poznámky

1. ↑ 12 USA _ Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo zdravotnictví a sociálních služeb USA. Dietní pokyny pro Američany, 2010  (neurčité) . — 7. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 2010. - S. 76.
2. ↑ 12 USA _ Ministerstvo zemědělství Národní databáze živin pro standardní odkaz . Datum přístupu: 29. prosince 2012. Archivováno z originálu 5. ledna 2013. (neurčitý)
3. ↑ Greer FR, Krebs NF; Výbor pro výživu Americké akademie pediatrů. Optimalizace zdraví kostí a příjmu vápníku u kojenců, dětí a dospívajících  (anglicky)  // Pediatrie : deník. — Americká akademie pediatrie, 2006. - únor ( roč. 117 , č. 2 ). - str. 578-585 . — PMID 16452385 .
4. ↑ Southgate DA, Widdowson EM, Smits BJ, Cooke WT, Walker CH, Mathers NP Absorpce a vylučování vápníku a tuku u malých kojenců  //  The Lancet  : journal. - Elsevier , 1969. - Sv. 293 , č.p. 7593 . - str. 487-489 . — PMID 4179570 .
5. ↑ Holt LE, Tidwell HC, Kirk CM, Cross DM, Neale S. Studie metabolismu tuků: I. Absorpce tuků u normálních kojenců  // J  Pediatr : deník. - 1935. - Sv. 6 , č. 4 . - str. 427-480 .
6. ↑ Nelson SE, Frantz JA, Ziegler EE Absorpce tuku a vápníku kojenci krmenými mléčnou výživou obsahující palmový olein  //  J Am Coll Nutr : journal. - 1998. - Sv. 17 , č. 4 . - str. 327-332 . — PMID 9710840 .  (nedostupný odkaz)
7. ↑ Nelson SE, Rogers RR, Frantz JA, Ziegler EE Palmový olein v kojenecké výživě: vstřebávání tuků a minerálů normálními kojenci   // Am J Clin Nutr : deník. - 1996. - Sv. 64 , č. 3 . - str. 291-296 . — PMID 8780336 .
8. ↑ Ostrom KM, Borschel MW, Westcott JE, Richardson KS, Krebs NF Nižší absorpce vápníku u kojenců krmených kojeneckou výživou na bázi kaseinového hydrolyzátu a sójového proteinu obsahující palmový olein oproti výživě bez palmového oleinu  //  J Am Coll Nutr : journal. - 2002. - Sv. 21 , č. 6 . - str. 564-569 . — PMID 12480803 .  (nedostupný odkaz)
9. ↑ Koo WW, Hammami M., Margeson DP, Nwaesei C., Montalto MB, Lasekan JB Snížená mineralizace kostí u kojenců krmených výživou obsahující palmový olein: randomizovaná, dvojitě zaslepená, prospektivní studie  (anglicky)  // Pediatrics : deník. — Americká akademie pediatrie, 2003. - Sv. 111 , č.p. 5 Pt 1 . - S. 1017-1023 . — PMID 12728082 .
10. ↑ Litmanovitz I., Davidson K., Eliakim A., Regev RH, Dolfin T., Arnon S., Bar-Yoseph F., Goren A., Lifshitz Y., Nemet D. Formule s vysokým obsahem beta-palmitátu a síla kostí v Termín kojenci: Randomizovaná, dvojitě zaslepená, kontrolovaná zkouška  //  Calcified Tissue International : deník. - 2012. - Sv. 92 , č. 1 . - str. 35-41 . — ISSN 0171-967X . - doi : 10.1007/s00223-012-9664-8 .
11. ↑ 1 2 Litmanovitz I., Davidson K., Eliakim A., Regev R., Dolfin T., Bar-Yoseph F., et al. Účinky strukturální polohy beta-palmitátu pro kojeneckou výživu na kostní rychlost zvuku, antropometrie a infantilní kolika: dvojitě zaslepená randomizovaná kontrolní studie  (anglicky)  // Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition [Internet]: časopis. - 2011. - Sv. 52 . - S. E215-6 .
12. ↑ 1 2 Lloyd B., Halter RJ, Kuchan MJ, Baggs GE, Ryan AS, Masor ML Tolerance výživy u  kojenců po kojení a výlučně krmených umělou výživou  // Pediatrie : deník. — Americká akademie pediatrie, 1999. - Sv. 103 , č. 1 . —P.E7 . _ — PMID 9917487 .
13. ↑ Carnielli VP, Luijendijk IH, Van Goudoever JB, Sulkers EJ, Boerlage AA, Degenhart HJ, Sauer PJ Strukturální poloha a množství kyseliny palmitové v kojenecké výživě: účinky na   rovnováhu tuků, mastných kyselin a minerálních látek // J Pediatric Gastroenterol Nutr : deník. - 1996. - Sv. 23 , č. 5 . - S. 553-560 . — PMID 8985844 .
14. ↑ Vandenplas Y., Gutierrez-Castrellon P., Velasco-Benitez C., Palacios J., Jaen D., Ribeiro H et al. Praktické algoritmy pro zvládání běžných gastrointestinálních příznaků u kojenců  //  Výživa: časopis. - 2013. - Sv. 29 , č. 1 . - S. 184-194 . — PMID 23137717 .
15. ↑ USDA . Datum přístupu: 6. července 2015. Archivováno z originálu 7. července 2015. (neurčitý)
16. ↑ USDA
17. ↑ Národní nutriční databáze USDA pro standardní referenci – vydání 17 Obsah vybraného vápníku, potraviny na běžnou míru, seřazené abecedně
18. ↑ Průvodce, jak dát svým nosnicím dostatek vápníku | drůbež Jeden průvodce chovem kuřat na dvorku . Datum přístupu: 22. ledna 2013. Archivováno z originálu 5. února 2013. (neurčitý)
19. ↑ Ptáci potřebují vápník ke kladení vajíček – odkud ho berou? | ošetřovatelská povaha . Archivováno z originálu 15. března 2013. (neurčitý)
20. ↑ Hunton, P (2005). „Výzkum struktury a kvality vaječných skořápek: historický přehled“. Revista Brasileira de Ciência Avícola 7: 67–71.
21. ↑ Birdscope - Ptáci a vápník . Datum přístupu: 22. ledna 2013. Archivováno z originálu 5. února 2013. (neurčitý)
22. ↑ Výbor Ústavu medicíny (USA) pro přezkoumání referenčního příjmu vitamínu D a vápníku ve stravě; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, redaktoři. Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D  (anglicky)  : journal. - National Academies Press (US), 2011. - S. 35 . — PMID 21796828 .
23. ↑ Vápník moduluje snímání síly von Willebrandovým faktorem A2 doména: Nature Communications: Nature Publishing Group . Datum přístupu: 22. ledna 2013. Archivováno z originálu 5. února 2013. (neurčitý)

Literatura

• BECNordin. Vápník v biologii člověka. Springer, 1988 - 481 stran
• Roland Pochet. Vápník: Molekulární základ účinku vápníku v biologii a medicíně. Kluwer Academic Publishers, 2000 - 732 stran

Odkazy

• Doporučený příjem vápníku
• UK Food Standards Agency: Calcium
• Informační list o výživě od National Institutes of Health
• Zdroje vápníku pro alergii na kravské mléko